PROPOSAL PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA JUDUL PROGRAM:
Potensi Arang Kayu Sebagai Prekursor Ekonomis dalam Fabrikasi Material Nanokarbon Untuk Pelapisan Anti-Korosi Peralatan Pertanian Berbasis Besi
dengan Metode Electrostatic Powder Coating BIDANG KEGIATAN:
PKM PENELITIAN
Diusulkan Oleh:
Kartiko Nugroho M0312034 Angkatan 2012 Nurul Fatimah M0313053 Angkatan 2013 Oktaviana Dewi Indah Prasiwi M0312052 Angkatan 2012
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
ii Ekonomis dalam Fabrikasi Material Nanokarbon Untuk Pelapisan Anti-Korosi Peralatan Pertanian Berbasis Besi dengan Metode Electrostatic Powder Coating 2. Bidang Kegiatan : PKM-P
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap : Kartiko Nugroho
b. NIM : M0312034
c. Jurusan : Kimia
d. Universitas : Universitas Sebelas Maret
e. Alamat Rumah dan No. Telp : Jetakan 001/004, Jogonegoro 1, Magelang, 56172 / 085743804453
f. Alamat email : kartiko.nugroho@student.uns.ac.id 4. Anggota Pelaksana Kegiatan : 3 (tiga) orang
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap dan Gelar : Teguh Endah Saraswati, Ph.D.
b. NIDN : 0026037902
c. Alamat Rumah dan No. Telp : Jl. KHR Asnawi No. 11 Kudus, 59316 / 085719108084
6. Biaya Kegiatan Total
a. Dikti : Rp. 12.500.000
7. Jangka Waktu Pelaksanaan : 5 Bulan
Surakarta, 25 September 2015 Menyetujui,
Ketua Program Studi Kimia FMIPA UNS
(Dr. Triana Kusumaningsih, M. Si) NIP. 19730124 199903 2001
Ketua Pelaksana Kegiatan
(Kartiko Nugroho) NIM. M0312034 Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan dan
Alumni UNS
(Prof. Dr. Ir. Darsono, M.Si.) NIP. 19660611 199103 1002
Dosen Pendamping
(Teguh Endah Saraswati, Ph.D.) NIDN. 0026037902
iii
HALAMAN SAMPUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iii
RINGKASAN ... iv
BAB 1. PENDAHULUAN ... 1
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ... 3
BAB 3. METODE PENELITIAN... 6
BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN ... 9
DAFTAR PUSTAKA ... 9
LAMPIRAN ... 11
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Struktur grafit (a), Struktur berlian (b), dan Struktur fulleren (c) 4 Gambar 2.2. Skematik alat percobaan pada metode arc-discharge ... 5
iv Peralatan pertanian berbahan dasar besi memiliki kelemahan yaitu mudah mengalami korosi serta aus karena kondisi lingkungan dan pemakaian. Hal ini mengurangi masa pakai peralatan tersebut sehingga perlu dilakukan pelapisan dengan material anti korosi. Salah satunya adalah material nanokarbon yang memiliki berbagai macam kelompok allotropes seperti diamond, graphite, fullerenes dan carbyne dengan kekuatan fisik maupun kimia yang tangguh. Berbagai macam prekursor telah digunakan dalam mensintesis material nanokarbon seperti gas metana, ethanol dengan menggunakan katalis logam Ni, dan logam Pt. Namun, prekursor tersebut kurang dapat diterima untuk skala industri yang luas karena harganya cenderung tidak ekonomis. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian mengenai material lain dengan alternatif prekursor lain yang lebih ekonomis. Salah satu yang berpotensi ialah arang kayu yang jauh lebih murah, mudah diperoleh serta kaya akan kandungan karbon. Arang kayu dapat disintesis menjadi material nanokarbon dengan metode arc discharge. Dalam metode tersebut dibutuhkan elektroda konduktif. Arang kayu memiliki konduktivitas yang rendah sehingga perlu modifikasi terlebih dahulu dalam pembuatan elektroda. Modifikasi yang dapat dilakukan ialah dengan proses grafitisasi melalui pemanasan sampai dengan temperatur 1000oC. Selanjutnya dapat dilakukan fabrikasi material nanokarbon secara arc discharge pada tekanan rendah. Bubuk material nanokarbon yang diperoleh kemudian dapat dilapiskan pada substrat besi secara electrostatic powder coating dan dilakukan pengujian korosi dengan penambahan asam pekat. Pelapisan dinilai efektif apabila material terlapis tahan terhadap pengaruh korosi asam.
BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG MASALAH
Sebagai negara berkembang, pengelolaan sektor pertanian Indonesia membutuhkan optimalisasi guna menunjang laju perekonomian negara. Salah satunya ialah penggunaan peralatan pertanian yang modern. Peralatan tersebut mayoritas berbahan dasar besi yang salah satu kelemahannya ialah mudah mengalami oksidasi saat berada di udara bebas. Proses oksidasi tersebut mengakibatkan besi mengalami korosi dan rentan menjadi aus sehingga mengurangi masa pakai peralatan tersebut, selain itu juga dapat meningkatkan limbah besi yang dapat mengurangi kualitas lingkungan terutama pada daerah pertanian dan perairan. Proses oksidasi tersebut dapat dicegah dengan melakukan pelapisan material anti korosi terhadap substrat besi, salah satunya ialah material berbasis nanokarbon.
Karbon dengan nomor atom 6, memiliki konfigurasi elektron 1s2 2s2 sp2 yang membuatnya dapat mengalami berbagai macam hibridisasi pada orbital 2s dan 2p. Berdasarkan hal tersebut, material karbon dapat dibagi kedalam empat kelompok utama: kelompok diamond yang terbentuk dari ikatan C-C yang melibatkan orbital sp3, kelompok graphite melibatkan orbital sp2 planar, kelompok fullerene melibatkan orbital sp2 tidak planar dan kelompok carbyne yang melibatkan orbital sp. Sifat masing-masing material tersebut dapat berubah-ubah seiring perubahan rasio ikatan sp2/sp3 didalamnya.
Berbagai macam material nanokarbon telah berhasil disintesis untuk diaplikasikan sebagai pelapis substrat besi. Sebagai contoh, material nanokarbon DLC dapat disintesis dari sumber karbon berupa gas metana dengan grafit sebagai katoda secara cathodic arc deposition (Kimura et al.,2002), kemudian dari larutan campuran ethanol:NaCl 50:50 v/v dengan elektroda logam Ni murni sebagai katoda dan logam Pt sebagai anoda secara cathodic micro-arc-discharge (Kong et al., 2010). Namun dengan penggunaan bahan serta alat yang cenderung tidak ekonomis dalam kedua penelitian tersebut maka sangat sulit untuk dapat diaplikasikan dalam bidang industri yang lebih luas. Sehingga diperlukan prekursor karbon yang lebih ekonomis dan mudah diperoleh, salah satu yang berpotensi adalah arang kayu.
Arang kayu diperoleh dari residu pembakaran kayu pada temperatur sangat tinggi. Sehingga kandungan kimia volatil didalam kayu tersebut telah hilang selama proses pembakaran. Arang kayu yang dibakar pada suhu 500 – 10.000°C menghasilkan struktur amorf dengan kandungan mayoritas berupa karbon (Gusmailina, dkk, 2002). Arang kayu dimanfaatkan sebagai sumber bara, bahan baku pembuatan pensil, tinta cair, serta adsorben penjernihan air. Karakteristik lain dari arang kayu ialah konduktivitas listriknya yang sangat rendah.
Dalam proses pembuatan material nanokarbon, arang kayu harus memiliki konduktivitas yang cukup baik sehingga perlu modifikasi dengan pembuatan elektroda. Selanjutnya dapat dilakukan fabrikasi material nanokarbon secara arc-discharge pada tekanan rendah. Bubuk material nanokarbon yang diperoleh kemudian dapat dilapiskan pada substrat besi secara electrostatic powder coating dan dilakukan pengujian korosi dengan penambahan asam pekat. Pelapisan akan efektif apabila material tahan terhadap pengaruh korosi asam. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian mengenai potensi arang kayu sebagai prekursor dalam mensintesis material nanokarbon serta karakter fisik dan kimia yang dihasilkan material nanokarbon untuk dapat melindungi substrat besi dari pengaruh korosi dan aus.
1.2 TUJUAN KHUSUS
Adapun tujuan khusus dari penelitian ini adalah:
1. Mempelajari proses sintesis material nanokarbon dengan metode arc-discharge dari prekursor arang kayu dan karakterisasinya.
2. Mempelajari proses pelapisan material nanokarbon pada substrat besi dengan cara electrostatic powder coating dan karakterisasinya.
1.3 URGENSI PENELITIAN
Peralatan pertanian berbahan dasar besi memiliki kelemahan yaitu mudah mengalami korosi serta aus karena kondisi lingkungan dan pemakaian. Hal ini mengurangi masa pakai peralatan tersebut, sehingga perlu dilakukan pelapisan dengan material anti korosi, salah satunya adalah material nanokarbon yang memiliki berbagai macam kelompok allotropes dengan kekuatan fisik maupun kimia yang tangguh. Berbagai macam prekursor telah digunakan dalam mensintesis material nanokarbon seperti gas metana, dengan menggunakan katalis logam Ni, dan logam Pt. Namun, prekursor tersebut kurang dapat diterima untuk skala industri yang luas karena harganya cenderung tidak ekonomis. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian mengenai material nanokarbon dengan alternatif prekursor lain yang lebih ekonomis, salah satu yang berpotensi ialah arang kayu yang jauh lebih murah, mudah diperoleh serta kaya akan kandungan karbon.
1.4 TEMUAN YANG DITARGETKAN DAN KONTRIBUSI
Penelitian ini menghasilkan material nanokarbon dari prekursor arang kayu sebagai pelapis anti korosi yang dapat diaplikasikan pada peralatan pertanian berbahan dasar besi. Di samping itu, penelitian berkontribusi dalam menambah referensi ilmiah mengenai proses sintesis material nanokarbon dengan prekursor arang kayu serta secara tidak langsung dapat menekan limbah besi karena pelapisan material nanokarbon dapat memperpanjang masa pakai peralatan berbahan dasar besi tersebut. Lebih lanjut, hasil penelitian ini akan
berpotensi pada penguatan industri pertanian dan makanan karena akan dapat memperpanjang masa pakai peralatan berbasis besi dalam industri tersebut. 1.5 LUARAN YANG DIHARAPKAN
Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah:
1. Produk material nanokarbon dari prekursor arang kayu sebagai pelapis yang tahan terhadap korosi dan aus.
2. Publikasi artikel ilmiah dalam jurnal terakreditasi maupun prosiding seminar ilmiah.
1.6 MANFAAT
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Memaksimalkan pemanfaatan arang kayu, yaitu sebagai prekursor ekonomis dalam mensintesis material nanokarbon.
2. Memberikan solusi terhadap masalah korosi dan keausan peralatan pertanian berbahan dasar besi sehingga memperpanjang masa pakainya. 3. Menekan limbah besi dari peralatan pertanian yang tidak tahan korosi dan
aus sehingga dapat mengurangi dampak buruknya terhadap lingkungan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Karbon
Kata karbon berasal dari bahasa Latin “carbo”yang berarti arang atau bara api. Pada masa modern ini karbon lebih luas cakupannya bukan hanya arang saja. Hal ini disebabkan karbon memiliki beberapa bentuk material yang biasa disebut polimorf (alotrof). Di bumi unsur karbon terdistribusi secara luas di alam (Pierson, 1993). Karbon murni yang terdapat di alam terdapat dalam 2 modifikasi yaitu diamond dan grafit. Pada kedua bentuk ini atom karbon terhubung oleh ikatan kovalen dan memberikan molekul yang besar (Chambers and Holliday, 1975).
Terdapat berbagai macam material padat yang dapat digunakan sebagai elektroda kerja, diantara yang paling sering digunakan adalah karbon dan platina. Elektroda berbasis karbon banyak digunakan dalam proses elektroanalisis memiliki beberapa keunggulan, yaitu rentang potensial yang luas, murah, inert, dan cocok digunakan untuk bermacam-macam sensor (Wang, 1994). Beberapa penelitian melaporkan penggunaan carbon paste electrode dalam proses voltametri (Švancara et al., 1998; Wang dan Li, 1998). Selain hal itu karbon juga digunakan dalam proses deionisasi air payau (Zou et al., 2008). Karbon amorf merupakan alotrop berwujud non-kristal dan ditemukan dalam bentuk bubuk serta menjadi komponen utama dari arang dan jelaga.
Sedangkan pada struktur fulleren setiap atom karbon berikatan dengan tiga atom karbon lain dengan pola membentuk susunan pentagonal membentuk struktur berongga seperti bola sepak. Struktur beberapa allotrop dari karbon dapat ditunjukkan pada Gambar 2.1.
(a) (b) (c)
Gambar 2.1. Struktur grafit (a), Struktur berlian (b), dan Struktur fulleren (c) (Dwi Suyanti,R.,dan H. Sugiyarto,K.,2013).
2.2 Arang
Untuk menghasilkan arang dari material organik dilakukan proses karbonisasi. Proses ini merupakan proses untuk mengkonversi material organik arang dengan pemanasan tanpa kehadiran oksigen, sehingga senyawa-senyawa kompleks penyusun material organik terurai menjadi arang dengan kandungan unsur karbon yang tinggi. Senyawa-senyawa kompleks yang menyusun material organik diantaranya terdiri atas hemiselulosa, selulosa, dan lignin (Destiyorini, 2010).
Wijaya (2007) menyatakan bahwa pada proses pengarangan, karbon terbentuk secara baik pada suhu antara 300-500°C dan akan menimbulkan asap. Asap yang terbentuk merupakan akibat terlepasnya unsur yang mudah menguap seperti sellulosa akan terdeformasi pada suhu 325-375°C, hemiselulosa akan terdeformasi pada suhu 225-325°C dan lignin akan terdeformasi pada suhu 300-500°C. Penelitian (Tirono, 2011) menyatakan efek suhu pada proses pengarangan terhadap nilai kalor arang tempurung kelapa. Dari hasil penelitian tersebut diketahui bahwa suhu pengarangan berpengaruh terhadap penyusutan massa tempurung kelapa, semakin tinggi suhu pengarangan maka semakin tinggi penyusutan massa tempurung kelapa. Selain itu semakin tinggi suhu pengarangan maka semakin tinggi nilai kalor arang tempurung kelapa.
2.3 Metode Arc-Discharge
Pada dekade terakhir ini banyak sekali penelitian dalam pembuatan nanomaterial. Salah satu metode yang sering digunakan adalah metode arc-discharge. Metode arc-discharge adalah salah satu metode top-down untuk membuat nanomaterial. Metode arc-discharge pertama kali digunakan oleh
Krastchmer dan Hoffman untuk mensintesis C60. Metode ini cukup murah untuk
dilakukan pada pembuatan nanometial dibandingkan dengan menggunakan metode yang lain (Zhao et al., 1997; Hutchision et al.,2001).
Saat dialirkan tegangan tinggi, terjadi loncatan bunga api antar dua elektroda yang diset dalam jarak yang sangat dekat. Saat itulah grafit dalam karbon elektroda tersebut terevaporasi dalam gas inert dan menghasilkan carbon-based nanoparticles. Metode arc-discharge digunakan (Zhang et al.,2014) untuk mempersiapkan single-walled carbon nanotubes dengan menginduksi medan listrik selama proses pemijaran. Secara umum skematik setup alat percobaan arc-discharge dapat dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2. Skematik alat percobaan pada metode Arc-discharge (Ando et al., 2004)
2.4 Coating Material
Coating material adalah material pelapis yang digunakan sebagai pelapis pada logam. Material pelapis yang berbeda memiliki sifat yang berbeda. Oleh karena itu, material pelapis yang digunakan tergantung pada aplikasi penggunaannya. Sudah banyak dilakukan pengembangan terhadap material pelapis untuk pelapisan besi, diantaranya adalah ZrC (G. Wen, et al, 2010), FeW/B4C (S. Islak, et al, 2012), WC (S. Buytoz, et al, 2005) dan TiAl (S.
Mridha, et al, 2001).
2.5 Electrostatic Powder Coating
Pada metode Electrostatic Powder Coating, proses pelapisan dilakukan dengan menyemprotkan bubuk pelapis melalui medan elektrostatik, pengisian partikel pada bagian ground material terlapisi. Proses pemanasan dilakukan terhadap lapisan tersebut sehingga partikel-partikel berubah menjadi film secara kontinyu dimana selanjutnya bagian tersebut didinginkan.
Menurut Guskov (1996), kebanyakan bubuk bahan yang digunakan untuk pelapis merupakan bahan dielektrik kuat. Setelah diisi muatan partikel, material terlapisi akan mempertahankan partikel tersebut untuk setidaknya beberapa jam, sekalipun untuk partikel berukuran kecil yang ditempatkan pada permukaan ground logam. Ketika bubuk partikel bermuatan diposisikan pada permukaan logam, maka akan menginduksi muatan dengan nilai yang sama tetapi polaritasnya berlawanan dalam logam. Dalam istilah sederhana, hal ini karena elektron konduksi dalam logam mengosongkan daerah dekat dengan titik kontak dari partikel bubuk dan permukaan logam. Seperti elektron bergerak keluar, yang tersisa adalah daerah dengan muatan positif berlebih sama nilainya dengan muatan negatif pada partikel bubuk. Muatan positif ini biasa disebut "muatan cermin."
Gambar 2.3 Metode electrostatic powder coating (Guskov, 1996)
BAB III
METODE PENELITIAN 3.1 TEMPAT PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di UPT. Laboratorium Pusat MIPA, Sub-Laboratorium Kimia, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
3.2 TAHAPAN PENELITIAN 3.2.1 Preparasi Arang Kayu
Arang kayu dihaluskan sampai dengan ukuran 200 mesh dengan alat ball milling selama 5 jam. Selanjutnya disimpan dalam wadah tertutup.
3.2.2 Pembuatan Elektroda Karbon Konduktif
Arang kayu yang telah dihaluskan kemudian dicampurkan dengan binder glukosa dan akuades dengan perbandingan masing-masing 1:1:⅓ w/w dalam gelas beaker. Campuran dicetak dengan pencetak elektroda hingga padat dan dilakukan pengovenan selama 2 jam
dengan suhu 1000oC. Elektroda karbon diuji konduktivitas listriknya dengan multimeter digital dan dikarakterisasi dengan XRD.
3.2.3 Sintesis Material Nanokarbon
Elektroda karbon dipasang sebagai anoda pada alat arc-discharge dalam suatu chamber, sedangkan sebagai katoda digunakan elektroda grafit 99.99%. Alat diatur pada tekanan rendah mendekati kondisi vakum dengan voltase 20-50 V, arus 10-40 A dan juga dialirkan gas acetylene dalam chamber tersebut. Selanjutnya proses arc-discharge dilakukan sehingga terbentuk material nanokarbon yang menempel di dinding chamber. Material tersebut dikumpulkan sebagai bahan pelapis peralatan besi serta diambil secukupnya untuk dikarakterisasi menggunakan alat XRD; SEM; TEM; serta Spektroskopi Raman.
3.2.4 Pelapisan Peralatan Besi
Material nanokarbon hasil sintesis diambil hingga memenuhi ¾ wadah powder pada alat electrostatic powder coating. Kemudian dilakukan pelapisan dengan mengatur arus dan tegangan hingga diperoleh penyemprotan pada substrat yang merata. Selanjutnya untuk melekatkan pelapisan tersebut, substrat besi dioven dengan suhu 200oC selama 1 jam.
3.2.5 Karakterisasi dan Uji Korosi
Karakterisasi terhadap hasil pelapisan berupa XRD, SEM, dan TEM sedangkan uji yang dilakukan berupa uji Microhardness serta Uji Corrosion Resistance dengan pemberian Asam Klorida 3 M terhadap substrat besi terlapisi selama 5 jam dalam udara terbuka. 3.3 LUARAN
Adapun luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah:
1. Diperoleh produk material nanokarbon dari prekursor arang kayu dengan karakter fisik dan kimia yang tangguh.
2. Diperoleh pelapisan peralatan besi yang tahan terhadap korosi dan aus. 3.4 INDIKATOR CAPAIAN
Indikator capaian dari penelitian ini adalah:
1. Konduktivitas arang kayu meningkat melalui proses grafitisasi dalam pembuatan elektroda.
2. Sintesis material nanokarbon dengan prekusor arang kayu menggunakan alat arc-discharge berhasil dilakukan dengan memiliki karakter yang tidak lagi amorf namun telah terkonversi menjadi material berstruktur nano
3. Peralatan besi yang dilapisi dengan material nanokarbon hasil sintesis dapat tahan terhadap korosi dan aus dibanding dengan peralatan besi tanpa pelapis.
3.5 TEKNIK PENGUMPULAN DATA DAN ANALISIS
Material nanokarbon yang terbentuk dari hasil sintesis dengan arc-discharge maupun setelah dilapiskan pada substrat besi dilakukan analisis spektroskopi sehingga dapat ditentukan sifat fisik maupun kimianya. Dari data SEM (Scanning Electron Microscopy) diketahui topografi permukaan, dari alat TEM (Transmission Electron Microscopy) diperoleh morfologi kristalnya secara keseluruhan, dari alat XRD (X-Ray Diffraction) diperoleh data susunan kristalinitasnya, sedangkan dari Spektroskopi Raman dapat ditentukan jenis allotropes nanokarbon yang terbentuk. Disamping itu juga dilakukan uji korosi dengan penambahan asam pekat terhadap substrat. 3.6 CARA PENAFSIRAN
Dari hasil XRD akan diperoleh peak karbon dengan nilai 2Ɵ sekitar 27o. Struktur allotropes karbon dapat dipastikan dengan TEM dimana material nanokarbon yang terbentuk dapat berupa carbon onions, graphene atau carbon nanotube. Data yang diperoleh dari SEM dapat memastikan ukuran material hasil sintesis telah berstruktur nano. Arang kayu dapat dikatakan berhasil membentuk material nanokarbon apabila terdapat pergeseran D-peak maupun G-D-peak pada spektroskopi raman dimana penurunan D-D-peak akan menaikkan karakter sp3 dari material nanokarbon yang terbentuk sehingga akan mempengaruhi sifat fisiknya menjadi lebih keras dan berpotensi tahan terhadap korosi maupun keausan. Penentuan laju korosi (corrossion rate) dilakukan dengan perhitungan berdasar persamaan:
𝑚𝑝𝑦 = 534 × 𝑊 𝐷 × 𝐴 × 𝑇 3.7 PENYIMPULAN HASIL PENELITIAN
Pelapisan material nanokarbon dapat mencegah terjadinya korosi serta aus dibanding substrat besi tanpa pelapisan. Apabila nilai corrossion rate yang diperoleh kecil maka material hasil sintesis berhasil menghambat korosi namun apabila corrossion rate tinggi maka material hasil sintesis kurang dapat mencegah terjadinya korosi pada substrat besi.
BAB IV
BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN 4.1 ANGGARAN BIAYA
Anggaran biaya yang diusulkan pada penelitian ini disajikan pada tabel dibawah ini.
No Jenis Pengeluaran Biaya (Rp)
1. Peralatan Penunjang 3.125.000
2. Bahan Habis Pakai 4.375.000
3. Perjalanan 3.125.000
4. Lain-lain 1.875.000
Jumlah 12.500.000
4.2 JADWAL KEGIATAN
Jadwal kegiatan yang direncanakan pada penelitian ini disajikan dalam tabel berikut;
No Jenis Kegiatan Bulan
1 2 3 4 5
1. Mencari referensi dan metode penelitian
2. Persiapan alat dan bahan 3. Perencanaan penelitian 4. Sintesis Material Nanokarbon
dan Proses Pelapisan terhadap Substrat Besi
5. Pengujian-pengujian
(XRD,SEM,TEM,RAMAN) 6. Publikasi dan pelaporan
DAFTAR PUSTAKA
Ando, Y., Zhao, X., Sugai, T., Kumar, M., 2004, Growing Carbon Nanotubes, Materials Today, 7(10), 22-29.
Chambers,C. dan Holliday, A.K., 1975, Modern Inorganic Chemistry, England, Butterworth & Co (Publishers) Ltd.
Destyorini, F., Suhandi, A., Subhan, A., Indayaningsih, N., 2010, Pengaruh Suhu Karbonasi Terhadap Struktur dan Konduktivitas Listrik Arang Serabut Kelapa, Jurnal Fisika Himpunan Fisika Indonesia, Vol. 10, No. 2.
Dwi Suyanti,R.,dan H. Sugiyarto,K., Keefektifan Praktikum Multimedia Ikatan Kimia dalam Usaha Meningkatkan Prestasi Belajar Kimia Mahasiswa. Cakrawala Pendidikan No.3 (2013) 461-469
Guskov, Sergey. 1996. Electrostatic Phenomena In Powder Coating. Ohio: Nordson Corporation
Gusmailina, G. Pari dan Sri Komarayati. 2002. Pedoman Pembuatan Arang Kompos. Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Hasil Hutan. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Bogor. ISBN: 979-3132-27
Hutchiaon, J. L., Kiselev, N. A., Krinichnaya, E. P., Krestinin, A. V., Loutfy, R. O., Morawsky, A. P., Muradyan, V. E., Obraztsova, E. D., Sloan, J., Terekhov, S. V., Zakharov, D. N., 2001, Double-walled carbon nanotubes fabricated by hydrogen arc-discharge method, Carbon, Vol 39, Hal. 762-770.
Kimura, A, Yasushi Azuma , Tetsuya Suzuki , Tomohiro Saito, dan Yuichi Ikuhara. Microstructure of diamond-like carbon films prepared by cathodic arc deposition. Diamond and Related Materials 11 (2002) 1436–1440
Kong, X, Shuai Wang, Haiping Zhao, dan Yedong He. Preparation of diamond-like carbon films by cathodic micro-arc-discharge in aqueous solutions. Thin Solid Films 518 (2010) 4211–4214
Švancara, I., Konvalina, J., Schachl, K., Kalcher, K., Vytřas, K., 1998, Stripping Voltammetric Determination of Iodide with Synergistic Accumulation at a Carbon Paste Electrode, Electroanalysis, Vol.10 , No. 6.
Tirono, M., dan Sabit, A., 2011, Efek Suhu Proses Pengarangan Terhadap Nilai Kalor Arang Tempurung Kelapa (Coconut Shell Charcoal), Jurnal Neutrino vol.3, No. 2.
Wang, C. and Li, H., 1998, Voltammetric Behavior of Mercury (I,II) Ions at an Amide-Functionalized Humic Acid Modifed Carbon Paste Electrode, Electroanalysis, vol. 10, No. 1.
Wang, J., 1994, Analytical Electrohemistry, New York ,VCH Publisher.
Wijaya, H., 2007, Perencanaan Drum Klin Untuk Karbonisasi Arang Tempurung Kelapa, Skripsi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Kristen Petra.
Zhang, Y. L., Hou, P. X., Liu, C., Cheng, H. M., 2014, De-bundling of single-wall carbon nanotubes induced by an electric field during arc-discharge synthesis, Carbon, vol.74, hal. 370-373.
Zhao, X., Ohkohchi, M., Wang, M., Ijima, S., Ichinashi, T., Ando, Y., 1997. Preparation of High-grade Carbon Nanotubes by Hidrogen Arc-discharge, Carbon, vol.35, No.6, hal. 775-781.
Zou, L., Morris, G., Qi, D., 2008, Using Activated Carbon Electrode in Electrosorptive Deionisation of Brackish Water, Desaliation, vol. 225, hal. 329-340.
LAMPIRAN
Lampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota, Biodata Dosen Pembimbing Biodata Ketua Pelaksana
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap Kartiko Nugroho
2 Jenis Kelamin L
3 Program Studi Kimia
4 NIM M0312034
5 Tempat dan Tanggal Lahir Magelang, 30 Juni 1994
6 E-mail kartiko.nugroho@student.uns.ac.id 7 Nomor Telpon/HP 085743804453 B. Riwayat Pendidikan SD SMP SMA Nama Institusi SDN Jogonegoro 1 SMPN 7 Kota Magelang SMKN 1 Kota Magelang Jurusan - - TKJ Tahun Masuk-Lulus 2000-2006 2006-2009 2009-2012
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan
Ilmiah/Seminar Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Tempat
1 - - -
D. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir
No Jenis Penghargaan Institusi Pemberi
Penghargaan Tahun
1 - - -
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreatifitas Mahasiswa Penelitian.
Surakarta, 25 September 2015 Pengusul,
(Kartiko Nugroho) NIM. M0312034
Biodata Anggota 1 A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap Nurul Fatimah
2 Jenis Kelamin P
3 Program Studi Kimia
4 NIM M0313053
5 Tempat dan Tanggal Lahir Sukoharjo, 21 Oktober 1995
6 E-mail nurulfatimah021@gmail.com
7 Nomor Telpon/HP 085728826997
B. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi SD Negeri 2 Semawung SMP Negeri 1 Andong SMA N 1 Gemolong Jurusan - - IPA Tahun Masuk-Lulus 2001-2007 2007-2010 2010-2013 C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan
Ilmiah/Seminar Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Tempat
1 - - -
D. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir
No Jenis Penghargaan Institusi Pemberi
Penghargaan Tahun
1 - - -
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreatifitas Mahasiswa Penelitian.
Surakarta, 25 September 2015 Pengusul,
(Nurul Fatimah) NIM. M0313053
Biodata Anggota 2 A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap Oktaviana Dewi Indah Prasiwi
2 Jenis Kelamin Perempuan
3 Program Studi Kimia
4 NIM M0312052
5 Tempat dan Tanggal Lahir Kulon Progo, 11 Oktober 1994
6 E-mail dewi.oktaph@gmail.com 7 Nomor Telpon/HP 089622232083 B. Riwayat Pendidikan SD SMP SMA Nama Institusi SDN 1 Nanggulan SMPN 1 Nanggulan SMAN 1 Sentolo Jurusan IPA Tahun Masuk-Lulus 2000-2006 2006-2009 2009-2012 C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan
Ilmiah/Seminar Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Tempat
1 - - -
D. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir
No Jenis Penghargaan Institusi Pemberi
Penghargaan Tahun
1 - - -
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreatifitas Mahasiswa Penelitian.
Surakarta, 25 September 2015 Pengusul,
(Oktaviana Dewi Indah Prasiwi) NIM. M0312052
Biodata Dosen Pembimbing A. Identitas Diri
1. Nama Lengkap Teguh Endah Saraswati, M.Sc., Ph.D
2. Jenis Kelamin P
3. Program Studi Kimia
4. NIDN 0026037902
5. Tempat dan Tanggal Lahir Kudus, 26 Maret 1979
6. Email teguh@mipa.uns.ac.id 7. Nomor Telepon/HP 0857-1910-8084 B. RiwayatPendidikan S1 S2 S3 Nama Intitusi Universitas Sebelas
Maret Nagoya University Shizouka University
Jurusan Kimia Chemistry
Department Department of Nanovision Technology Tahun Masuk– Lulus 1997-2003 2007-2009 2009-2012
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dan Artikel Ilmiah dalam jurnal
No Nama Pertemuan
Ilmiah/Seminar/Jurnal Judul Artikel Ilmiah
Waktu, Tempat, Penerbit
1 10
th Joint Conference
on Chemistry (JCC)
Synthesis And Surface Modification of TiO2/Carbon
Photocatalyst Produced By Arc-discharge In Ethanol Medium
Semarang, Indonesia 2014 2. 10th Joint Conference on Chemistry (JCC) Fabrication of Nanocomposite Carbon-Coated Iron Magnetic Nanoparticles by Arc-discharge in Liquid Medium Semarang, Indonesia 2014 3. International Conference on Advanced Materials Science and Technology (ICAMST) 2014 Fabrication of Carbon
Nanomaterial Using Arc-Discharge in Liquid Method for Battery Application
16-17
September, 2014 Solo, Indonesia
4. International Conference on Advanced Materials Science and Technology (ICAMST) 2014 Photocatalytic Degradation of Methylene Blue Using
TiO2/Carbon Nanoparticles Fabricated by Electrical Arc-discharge in Liquid Medium
16-17 September, 2014Solo, Indonesia 5. Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia VI (SNKPK VI)
Pembuatan Material Fotokatalitik TiO2 Termodifikasi Karbon
Menggunakan Limbah Batu Baterai Untuk Degradasi Zat Warna 21 Juni 2014 FKIP Kimia UNS, Surakarta 6. Joint Indonesia - UK Symposium on Inorganic Chemistry Improvement of surface hydrophilicity of graphite encapsulated iron magnetic nanoparticles by microwave surface-wave excited plasma
3 Agustus 2013 Auditorium Campus Centre Institut Teknologi Bandung, Indonesia 7. International Conference on Advanced Materials Science and Technology (ICAMST) 2013 Covalent Functionalization of Amino Group onto Carbon-Based Magnetic Nanoparticles Using Pulsed-Powder Explosion Technique 17-18 September 2013 Gadjah Mada University, Yogyakarta, Indonesia 8. International Conference on Nano Electronics Research Education (ICNERE) 2012
Surface Modification of Graphite-Encapsulated Iron Compound Magnetic Nanoparticles by Radio Frequency Inductively-Coupled Plasma for biomolecules
immobilization
8-10 Juli 2011 The Magani Hotel, Kuta, Bali, Indonesia
9.
20th Int. Symp. on Plasma
Chemistry(ISPC-20)
Biomolecule Immobilization onto Plasma-Functionalized Graphite-Encapsulated Magnetic
Nanoparticles for Medical Application 24-29 Juli 2011 Loews Hotel, Philadelphia, USA 10 3rd Int. Symp. on Surface and Interface of Biomaterials (SIB-2011)
Enhancement of Amino Group Addition onto Graphite
Encapsulated Magnetic
Nanoparticles for Biomolecules Immobilization by Plasma Processing 12-15 Juli 2011 Hokkaido University Conference Hall
11
Inernational
Confernece on New Diamond and Nano Carbons 2011 (NDNC2011)
RF Plasma-Activated
Immobilization ofBiomolecules onto Graphite-Encapsulated Magnetic Nanoparticles for Drug Delivery Application
Matsue, Japan
12
Inernational
Confernece on New Diamond and Nano Carbons 2011 (NDNC2011)
Microwave Heating of Graphite-coated Magnetic Nanoparticles for Inactivation of Microorganisms 17-19 Mei 2011 Matsue, Japan 13 4th Int. Conf. on Plasma-Nanotechnology & Science (IC-Plants 2011)
Medical Application of Graphite-coated Magnetic Nanoparticles Surface-Modified by Microwave Plasma 10-12 Maret 2011 Takayama, Japan 14 International Conference on Biomaterials Science 2011 (ICBS2011)
Immobilization of Dextran onto Graphene Layer-Encapsulated Magnetic Nanoparticles Functionalized by RF Plasma Processing for Medical Application
15-18 Maret 2011 Tsukuba, Japan 15 2nd Workshop on Plasma‐Nano Interfaces & Plasma Diagnostics
Surface Modification and Functionalization of Graphene Layer-Encapsulated Magnetic Nanoparticles by RF Plasma
Processing for Medical Application
1-4 Maret 2011 Cerklji, Slovenia 16 International Joint Symposium on Emerging Technologies in Nano-Bioscience
Plasma Surface Modification of Magnetic Nanoparticles for Medical Application 28 Februari 2011 Shizuoka Univ., Japan 17 Seminar at Institute of Plasma Physics
Advanced Plasma Technology for Biomedical Application 25 November 2011 CAS, Hefei, China 18 63rd Annual Gaseous Electronics Conference and 7th International Conference on Reactive Plasmas
Structural Analysis of ZnO Nano-phosphors Fabricated by Pulsed Laser Ablation under the Glow Discharge Condition
4-8 Oktober 2010
19 Annual Gaseous Electronics Conference and 7th International Conference on Reactive Plasmas Immobilization of Biomolecules onto Graphene Layer-Encapsulated Magnetic Nanoparticles Functionalized by Inductively Coupled Plasma 4-8 Oktober 2010 Paris, France 20 9th Int'l. Conf. on
Global Research and Education, (iA-2010), 2010 Riga
Surface Functionalization of Graphene Layer-Encapsulated Magnetic Nanoparticles by Inductively Coupled Plasm
9-12 Agustus 2010
Latvia
21
15th Int. Conf. on
Plasma Physics and Application
(CPPA2010)
Low-temperature Plasma
Processing for Medical Application (Invited Lecture) 1-4 Juli 2010 Iasi, Romania 22 The 4th International Conference on New Diamond and Nano Carbons (NDNC 2010)
Surface Modification of Graphene Layer-Encapsulated Magnetic Nanoparticles by Plasma Processing
17 Mei 2010 Suzhou, China
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreatifitas Mahasiswa Penelitian.
Surakarta, 25 September 2015 Pengusul,
(Teguh Endah Saraswati, Ph.D) NIDN. 0026037902
Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan 1. Peralatan Penunjang Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas Harga Satuan (Rp) Jumlah (Rp) Ayakan 200 mesh Mengayak arang kayu hasil penghalusan 1 buah 250.000 250.000 Toples Penampung
Arang Halus 2 buah 17.500 35.000
Mini gardening tool Sebagai
Substrat Besi 1 set 175.000 175.000 Pencetak Elektroda Mencetak elektroda karbon 1 set 300.000 300.000 Multimeter digital Pengukuran konduktivitas listrik elektroda karbon 1 set 165.000 165.000 Analisis XRD Karakterisasi material hasil fabrikasi 1 kali, 2 sampel 150.000 300.000 Analisis SEM Karakterisasi material hasil fabrikasi 1 kali, 2 sampel 300.000 600.000 Analisis TEM Karakterisasi material hasil fabrikasi 1 kali, 2 sampel 300.000 600.000 Analisis Raman Karakterisasi material hasil fabrikasi 1 kali, 2 sampel 350.000 700.000 SUB TOTAL (Rp) 3.125.000 2. Bahan Habis Pakai
Penggunaan Kuantitas Harga Satuan (Rp) Jumlah (Rp)
Pembelian Arang Kayu 2 kg 25.000 50.000
Pembelian Akuades 1 L 75.000 75.000
Pembelian Glukosa cair 1 L 250.000 250.000
Pembelian Gas Acetylene 1 tabung isi 40 kg
2.800.000 2.800.000
Pembelian Elektroda Grafit 99.9 %
5 rod (batang)
180.000 900.000
Pembelian Tinta 1 set/pak 150.000 150.000
SUB TOTAL (Rp) 4.375.000 3. Perjalanan Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas Harga Satuan (Rp) Jumlah (Rp) Solo - Bandung Analisis SEM, dan Raman 2 kali, (pulang-pergi) 1.000.000 2.000.000
Solo - Yogya Analisis XRD
2 kali, (pulang-pergi)
250.000 500.000
Solo - Semarang Analisis TEM
2 kali, (pulang-pergi) 312.500 625.000 SUB TOTAL (Rp) 3.125.000 4. Lain-lain Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas Harga Satuan (Rp) Jumlah (Rp) Publikasi Publikasi dalam
Jurnal atau seminar 1 kali 1.500.000 1.500.000
Poster Perlengkapan publikasi pada seminar 1 buah 150.000 150.000 Kertas A4 Pembuatan proposal dan laporan 1 rim 30.000 30.000 Jasa photocopy Jilid dan perbanyak proposal dan laporan 2 kali 10.000 20.000
Materai 6000 Legalitas Proposal 1 buah 10.000 10.000 Akses lab
Penelitian Kimia Penelitian 3 orang 50.000 150.000
Label Labeling bahan 3 buah 5.000 15.000
SUB TOTAL (Rp) 1.875.000 TOTAL (Rp) 12.500.000
Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas
No Nama/NIM Program
Studi Bidang Ilmu
Alokasi waktu (Jam/minggu) Uraian Tugas 1. Kartiko Nugroho/ M0312034 Kimia Kimia Anorganik Material 10 Jam/ Minggu Koordinator, Analisis SEM, TEM, XRD, Raman, Penyusunan laporan 2. Nurul Fatimah/ M0313053 Kimia Kimia Anorganik Material 8 Jam/ Minggu Sintesis material nanokarbon, Penyusunan laporan 3. Oktaviana Dewi Indah Prasiwi/ M0312052 Kimia Kimia Anorganik Material 8 Jam/ Minggu Pelapisan material nanokarbon pada substrat besi, Penyusunan laporan
Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Peneliti
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM Jl. Ir. Sutami. No 36A Kentingan, Surakarta 57126
SURAT PERNYATAAN KETUA PENELITI/PELAKSANA Yang bertandatangan di bawahini :
Nama : Kartiko Nugroho
NIM : M0312034
Program Studi : Kimia
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Dengan ini menyatakan bahwa usulan PKM-P saya dengan judul :
“Potensi Arang Kayu Sebagai Prekursor Ekonomis dalam Fabrikasi Material Nanokarbon Untuk Pelapisan Anti-Korosi Peralatan Pertanian Berbasis Besi dengan Metode Electrostatic Powder Coating”
Yang diusulkan untuk tahun anggaran 2016 bersifat original dan belum pernah dibiayai oleh lembaga atau sumber dana lain.
Bilamana di kemudian hari ditemukan ketidaksesuaian dengan pernyataan ini, maka saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku dan mengembalikan seluruh biaya penelitian yang sudah diterima ke kas Negara. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenar-benarnya.
Surakarta, 25 September 2015 Mengetahui,
Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan dan Alumni UNS
(Prof. Dr. Ir. Darsono, M.Si.) NIP. 19660611 199103 1002
Yang menyatakan,
(Kartiko Nugroho) NIM. M0312034
